Question

【題目】

砷主要以硫化物礦的形式(如雄黃，雌黃等)存在于自然界。砷及其化合物主要用于合金冶煉、農(nóng)藥醫(yī)藥、顏料等工業(yè)。請(qǐng)根據(jù)有關(guān)砷及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系和晶體結(jié)構(gòu)圖，回答下列問(wèn)題：

(1)量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為一個(gè)原子軌道，電子除空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還有一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫做__________________。

(2)基態(tài)砷原子的核外電子排布式為_______________，與砷同周期的p區(qū)元素中第一電離能大于砷的元素有_______________ (填元素符號(hào))。

(3)雄黃分子中，As原子的雜化方式為_________________。

(4)雄黃可經(jīng)過(guò)如下三步反應(yīng)生成雌黃：

①反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式為________________________。

②SO2的中心原子的VSEPR構(gòu)型為______________________。

③亞砷酸屬于三元弱酸，酸性：H3AsO3________HNO2(填“>”或“<”)，請(qǐng)根據(jù)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋原因：____________________________。

(5)①圖3是由Li、Fe和As三種元素組成的超導(dǎo)體化合物的晶體結(jié)構(gòu)(該晶胞是立方晶胞，Li在晶胞內(nèi)部)，該晶體的化學(xué)式為_____________________。

②若1號(hào)原子的坐標(biāo)為(0，0，0)，2號(hào)原子的坐標(biāo)為(1/4，1/4，1/3)，則3號(hào)原子的坐標(biāo)為___________。

③已知該晶胞參數(shù)ɑ=0.53nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為_______g·cm-3(列出計(jì)算式即可)。

Answer 1

【答案】 自旋 1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 Br、Kr sp3 2H3AsO3+3H2S=As2S3+6H2O 平面三角形 < 氮的電負(fù)性強(qiáng)于砷另外H3AsO3的結(jié)構(gòu)為(HO)3As非羥基氧的個(gè)數(shù)為0HNO2的結(jié)構(gòu)為(HO)NO非羥基氧的個(gè)數(shù)為1非羥基氧的個(gè)數(shù)越多中心原子的正電性越高導(dǎo)致羥基氧中氧的電子向中心原子偏移越容易電離出氫離子故HNO2的酸性強(qiáng)于H3AsO3 LiFeAs (3/4，1/4，2/3)

【解析】考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合知識(shí)的運(yùn)用，（1）量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為一個(gè)原子軌道，電子除空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外，還有一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為自旋；（2）As位于第四周期VA族，基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 ；同周期從左向右第一電離能增大，但IIA>IIIA、VA>VIA，因此第一電離能大于As元素的是Br和Kr；（3）根據(jù)雄黃的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，As有3個(gè)σ鍵，一個(gè)孤電子對(duì)，因此As的雜化類(lèi)型為sp3；（4）①根據(jù)雌黃的結(jié)構(gòu)，推出雌黃的分子式為As2S3，根據(jù)III的流程，因此方程式為2H3AsO3＋3H2S=As2S3＋6H2O；②SO2中心原子有2個(gè)σ鍵，孤電子對(duì)數(shù)為(6－2×2)/2=1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，因此VSEPR模型為平面三角形；③H3AsO3為三元弱酸，不含有非羥基氧，HNO2中含有1個(gè)非羥基氧，非羥基氧越多，中心原子的正電性越高導(dǎo)致羥基氧中氧的電子向中心原子偏移越容易電離出氫離子故HNO2的酸性強(qiáng)于H3AsO3；（5）①根據(jù)晶胞的結(jié)構(gòu)，Li位于晶胞內(nèi)部，有4個(gè)，Fe位于頂點(diǎn)、棱上、面上，個(gè)數(shù)為8×1/8＋8×1/4＋2×1/2=4，As位于晶胞的內(nèi)部，個(gè)數(shù)為4個(gè)，因此化學(xué)式為LiFeAs；②根據(jù)1號(hào)和2號(hào)原子的坐標(biāo)，推出3號(hào)原子坐標(biāo)為(3/4，1/4，2/3)；③晶胞的質(zhì)量為4×138/NAg，晶胞的體積為(0.53×10－7)3cm3，根據(jù)密度的定義，得出晶胞的密度為g/cm3。